第九章 机械和功 单元测试 2025-2026学年北师大版物理八年级下册

第九章 机械和功 一、单选题 1．小华参加校外劳动时，经历了如下过程：①她用力搬一筐玉米，未能搬起；②在小明的帮助下，他们将这筐玉米抬起；③然后抬着这筐玉米水平移动到手推车上；④接着他们用水平力推着手推车沿水平路面前往仓库。则他们对这筐玉米做功的过程是（　　） A．①② B．②③ C．③④ D．②④ 2．如图，用滑轮组拉着重为70N的物体沿水平地面匀速直线运动，拉力F为10N，滑轮组机械效率为80%，不计绳重、滑轮与轴之间的摩擦。下列说法正确的是（　　） A．此滑轮组动滑轮的重力为5N B．用一个质量更小的滑轮替换最下面的滑轮，滑轮组的机械效率会增大 C．物体受到水平地面的摩擦力为20N D．若在此物体上加一砝码，使其一起沿水平地面匀速直线运动，滑轮组的机械效率将变大 3．如图所示的四种情景中，人对物体做功的是（　　） A．提水桶水平前进 B．用力推车但没推动 C．用力搬起箱子 D．足球离开脚后在草地上滚动 4．功的单位正确的是（　　） A．焦耳 B．瓦特 C．牛顿 D．欧姆 5．用如图甲所示的滑轮组将放置在水平地面上的底面积为20cm2、重为50N的物体提升一定高度，当用图乙所示随时间变化的竖直向上的拉力F拉绳的自由端时，物体的速度v和物体上升的高度h随时间变化的关系分别如图丙和丁所示（不计绳重和绳与滑轮间的摩擦）， 下列说法正确的是（　　） A．动滑轮重力为10N B．0~1s内，物体对地面的压强是6.0×103Pa C．1~2s内， 拉力F做的功是5J D．2~3s内， 滑轮组的机械效率为62.5% 6．在美丽的东海，骑自行车出行已成为新风尚，下列与自行车有关的说法中正确的（　　） A．较宽的坐垫可以增大压强 B．轮胎表面凹凸的花纹可以减少摩擦 C．车龙头相当于一个杠杆，可以省力 D．停放在地面时，车对地面的压力和地面对车的支持力是平衡力 7．下列单位不是功的单位的是（　　） A．牛·米 B．瓦·秒 C．焦耳 D．瓦 8．如图所示，质量分布均匀的金属杆，将它放在AB两个支座上处于水平位置平衡，支座A位于距左端杆长处，支座B位于距左端杆长处；在最右端施加竖直向上的拉力F1为30N时，杆刚好离开支座B，在最左端施加竖直向上的拉力F2时，杆刚好离开支座A，则F2大小为（　　） A．20N B．80N C．40N D．60N 二、填空题 9．如图所示，用两个轻质滑轮组成的滑轮组，挂上两个物体后，物体乙匀速下降。已知物体乙的重力为10N，不计绳重和摩擦，则物体甲的重力为 N，滑轮A对天花板的拉力为 N，若物体甲上升2m，物体乙下降 m。 10．如图为体育课上老师示范投掷实心球的示意图。在这四个情景中。老师对实心球做功的是 （填写序号）。 ①捡起球  ②停在空中    ③挥动球     ④球飞出去 11．如图甲所示，生活中工人常利用长木板把重物推到卡车上，长木板可简化为如图乙所示的斜面。如果木板长2m，车厢高1m，搬运工人把质量为80kg的物体匀速推到车厢中，斜面的机械效率为80%，则搬运工人所用的推力是 N，斜面对木箱的摩擦力是 N。（g取10N/ kg） 12．用如图所示的动滑轮，将重为10N的物体以0.1m/s的速度匀速提升，拉力F=6N，则拉力的功率为 W，滑轮组的机械效率为 。（保留一位小数） 13．工人用如图所示的装置搬运石块A。已知A重1200N，在20s内沿水平方向匀速移动3m，工人所用拉力F为120N，那么A移动过程中拉力F做功为 J；如果此装置机械效率为75%，则石块A受到的摩擦力为 N。    三、实验题 14．某学生在做“测定滑轮组机械效率”实验时，记录情况如下表格： 滑轮使用 钩码重（N） 钩码升高（m） 弹簧测力计示数（N） 绳自由端移动距离（m） 机械效率（η） 一定一动 1 0.1 0.4 0.3 （1）在表格内填入机械效率的计算式及计算结果。( ) （2）在图中画出实验时细线的缠绕方式。( ) （3）若改用二个动滑轮二个定滑轮来提升原来的重物，则弹簧秤上示数将 （选填“变大、变小、不变”），此时滑轮组机械效率将 ，其原因是 。 （4）本实验中若没有刻度尺测高度及绳自由端移动距离，则滑轮组机械效率η== 。 15．如图所示是某实验小组探究“杠杆平衡条件”的实验装置（杠杆刻度均匀，每个钩码重0.5N）。 (1)挂钩码前，杠杆如图甲所示。此时正确的操作是向 （选填“左”或“右”）调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡。由于目测杠杆水平平衡并不准确，小组成员借助了直角三角板，如图所示为保证杠杆与三角板其中一条直角边重合时杠杆水平平衡，三角板正确摆放图为 。（虚线框为三角板摆放区域） (2)接下来，在A、B两处挂上如图乙所示的钩码后，杠杆重新在水平位置平衡，此时 N、、、 。将B处的钩码拿掉一个，发现杠杆左端下降右端上升，要使杠杆在水平位置再次平衡，则应采取的具体操作是 。（请完整表述） (3)某同学用弹簧测力计替代钩码，在B点竖直向下拉，然后将弹簧测力计绕B点逆时针旋转一定角度至如图丙所示位置。在旋转过程中，要使杠杆始终在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将 （选填“变大”“变小”或“不变”），原因是 。 四、计算题 16．某单缸四冲程汽油机的活塞横截面积为，一个冲程活塞在气缸中移动的距离是80mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为，曲轴转速为2400r/min，当汽油机满负荷工作时，求： （1）做功冲程中燃气对活塞的平均压力； （2）汽油机的功率； （3）若汽油机在一个工作循环内消耗汽油，汽油的热值取，则该汽油机的效率为多大？ 17．如图所示，是北京冬奥会某场馆建设中采用的起吊装置，滑轮组悬挂在水平支架上，工人站在水平地面上竖直向下拉动绳子自由端，使物体A在5s内匀速上升了1m。若物体A重400N，工人重500N，他对绳子的拉力F为250N，两个滑轮质量相同，不计滑轮组的绳重和摩擦。求： （1）拉力做功是多少； （2）滑轮组的机械效率是多少； （3）支架受到滑轮组的拉力是多少。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 D D C A D C D A 1．D 【详解】①她用力搬一筐玉米，未能搬起，没有移动距离,故不做功；②在小明的帮助下，他们将这筐玉米抬起，克服重力做功；③抬着这筐玉米水平移动到手推车上时，拾的力竖直向上，玉米在竖直向上的方向上没有移动距离，故他们对这筐玉米不做功:④接着他们用水平力推着手推车沿水平路面前往仓库，推力水平方向，推车在水平方向移动了距离，因而做功了。他们对这筐玉米做功的过程是②④，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 2．D 【详解】AC．由图可知，连接动滑轮绳子的股数n=2，由于不计绳重、轮与轴间的摩擦，滑轮组的机械效率 所以物体受到的摩擦力 因为不计绳重、轮与轴间的摩擦，绳端拉力 故AC错误； B．最下面的滑轮为定滑轮，定滑轮只改变力的方向，因此更换后不影响机滑轮组的械效率，故B错误； D．在物体上加一砝码后，物体对地面的压力增加，根据滑动摩擦力影响因素，在接触面的粗糙程度不变时压力越大滑动摩擦力越大可知，此时物体受到的摩擦力f增大，根据不计绳重、轮与轴间的摩擦时，机械效率 G动不变，f增大，机械效率增大，故D正确。 故选D。 3．C 【详解】A．提水桶水平前进，人给水桶一个竖直向上的力，而水桶没有在力的方向上通过距离，所以没有做功，故A不符合题意； B．人给汽车一个力，但是汽车没动，即没有沿力的方向通过距离，故没有做功，故B不符合题意； C．用力搬起箱子，人给箱子一个向上的力，且箱子沿向上的方向移动了一段距离，所以该过程中人对箱子做了功，故C符合题意； D．足球在离开脚向前滚动的过程中，虽然有距离，但没有力，所以没有做功，故D不符合题意。 故选C。 4．A 【详解】A. 焦耳是功和能量的基本单位，故A正确； B. 瓦特是功率的基本单位，故B错误； C. 牛顿是力的基本单位，故C错误； D. 欧姆是电阻的基本单位，故D错误。 故选A。 5．D 【详解】由图甲可知，动滑轮上承担物重的绳子股数n=2。 A．由图丙可知，在2~3s内，重物做匀速运动，由图乙可知，此时拉力F3=40N，不计绳重和绳与轮之间的摩擦，动滑轮的重力 G动=2F3-G=2×40N-50N=30N 故A错误； B．由图乙可知，0s~1s内，拉力F1=30N，由图丙可知，此时重物处于静止状态，则物体和动滑轮受到向上的总拉力 F总=2F1=2×30N=60N 0s~1s内，物体对地面的压力 F压=G+G动-F总=50N+30N-60N=20N 物体对地面的压强为 故B错误； C．由图乙可知，在1~2s内，拉力F2=50N，由图丁可知重物上升高度h1=0.1m，则拉力端移动的距离 s1=2h1=2×0.1m=0.2m 拉力做的功 W=F1s1=50N×0.2m=10J 故C错误； D．由图丙可知，在2~3s内，物体上升的高度 h=0.3m-0.1m=0.2m 有用功 W有用=Gh=50N×0.2m=10J 绳子自由端移动的距离 s=nh=2×0.2m=0.4m 拉力做的功 W总=F3s=40N×0.4m=16J 滑轮组的机械效率 故D正确。 故选D。 6．C 【详解】A．压强与受力面积和压力大小有关，较宽的坐垫是通过增大受力面积减小压强，故A错误； B．轮胎表面凹凸的花纹是通过增大接触面的粗糙程度增加摩擦力，故B错误； C．车龙头属于轮轴，实质相当于一个杠杆，根据杠杆平衡条件可知，在使用时动力臂大于阻力臂，则为省力杠杆，故C正确； D．停放在地面时，车对地面的压力和地面对车的支持力作用在不同的物体上，不是平衡力，故D错误。 故选C。 7．D 【详解】A．在公式W=Fs中，力的单位是牛，距离的单位是米，所以牛·米是功的单位；故A不符合题意； BD．在公式W=Pt中，功率的单位是瓦特（瓦），时间的单位是秒，所以瓦·秒是功的单位；故B不符合题意，D符合题意； C．焦耳是功和各种能量的基本单位；故C不符合题意。 故选D。 8．A 【详解】质量分布均匀的金属杆，将它放在AB两个支座上处于水平位置平衡，支座A位于距左端杆长处，支座B位于距左端杆长处；设杠杆的重力为G，金属杆的长度为L，在最右端施加竖直向上的拉力F1为30N时，杆刚好离开支座B，此时支点为A，根据杠杆平衡条件可得 即 解方程可得G=80N；在最左端施加竖直向上的拉力F2时，杆刚好离开支座A，此时支点为B，根据杠杆平衡条件可得 即 解方程可得F2=20N 故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 9． 20 20 4 【详解】[1]图中滑轮组的动滑轮绕2段绳，绳子的拉力，不计绳重和摩擦，轻质滑轮可不计重力，由可得，甲的重力为 [2]滑轮A为定滑轮，其对天花板的拉力等于定滑轮两侧绳子的拉力，则 [3]滑轮组的动滑轮绕2段绳，甲移动的距离是乙的倍，所以物体甲上升，物体乙下降。 10．①③ 【详解】①捡起球的过程中，有力作用在球上，且在力的方向上移动了距离，故手对实心球做了功； ②停在空中，有力作用在球上，但在力的方向上没有移动距离，手对实心球没有做功； ③挥动球，有力作用在球上，且在力的方向上移动了距离，故手对实心球做了功； ④球飞出去，手对球没有力的作用，故手对球不做功； 综上所述，①和③老师对实心球做了功。 11． 500 100 【详解】[1]物体的重力 则有用功为 已知斜面的机械效率为80%，根据机械效率公式，可得总功为 根据，所以推力 [2]额外功为 根据，所以摩擦力 12． 1.2 【详解】[1] 由图可知，吊着动滑轮的绳子段数为n=2，绳端移动的速度为v =nv物=2×0.1m/s=0.2m/s 拉力的功率为P=Fv=6N×0.2m/s=1.2W [2]滑轮组的机械效率为 13． 1080 270 【详解】[1]滑轮组的股数为，A移动过程中拉力F移动的距离为 则拉力做的功，即总功为 [2]由可得滑轮组的有用功为 工人克服摩擦力做的功为有用功，则摩擦力为 14． 83.3% 变小 变小 因为多提了一个动滑轮，多做了额外功 【详解】（1）[1]滑轮组的机械效率 （2）[2]绳子自由端移动的距离为0.3m，钩码升高的距离为0.1m，与动滑轮相连的绳子段数为n=3，3为奇数，所以绳子起始端要系在动滑轮的挂钩上，然后往定滑轮的边框开始绕线，如图所示： （3）[3]改用二个动滑轮二个定滑轮来提升原来的重物，与动滑轮相连的绳子段数n多了，根据省力公式比以前更省力了，弹簧测力计的示数变小了。 [4][5]提升物体重力不变，动滑轮重力增大了，克服动滑轮重力做的额外功增多了，所以机械效率减小了。 （4）[6]若没有刻度尺测量高度及绳自由端移动距离，则根据 以及，可得机械效率的计算公式为 15．(1) 右 C (2) 1 4 将B处所挂的两个钩码向右移动2格（或将A处所挂的两个钩码向右移动2格） (3) 变大 阻力和阻力臂不变，动力臂变小，动力变大 【详解】（1）[1]由图甲可知，此时杠杆左端重，右端轻，故此时应向右调节杠杆的平衡螺母，使杠杆水平平衡。 [2]杠杆水平平衡时杆与竖直的支架垂直，故三角板的一条直角边紧贴竖直的支架，另一条直角边水平，当杆紧贴另一条直角边时说明杠杆水平平衡，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 （2）[1]每个钩码重0.5N，A处挂了2个钩码，则 [2]由题图可知，，则杆上一小格的长度为，则。 [3]将B处的钩码拿掉一个，此时B处也挂2个钩码，则 根据杠杆平衡条件可知，杠杆平衡时 要使杠杆在水平位置再次平衡，可将B处所挂的两个钩码向右移动2格，或将A处所挂的两个钩码向右移动2格，使。 （3）[1][2]由图丙可知，在旋转过程中，杠杆保持水平平衡，动力臂减小，而阻力与阻力臂不变，故由杠杆的平衡条件可知，动力增大，即弹簧测力计的示数将变大。 16．（1）；（2）；（3） 【详解】解：（1）做功冲程中燃气对活塞的平均压力为 （2）一个工作循环中，汽油机做的功为 汽油机的一个工作循环包含四个冲程，只有做功冲程对外做功，曲轴转两周。曲轴转速为2400r/min，则1min完成1200个做功冲程，1min做的总功为 汽油机的功率为 （3）一个工作循环内，汽油完全燃烧放出的热量为 该汽油机的效率为 答：（1）做功冲程中燃气对活塞的平均压力为； （2）汽油机的功率为； （3）该汽油机的效率为。 17．（1）500J；（2）80%；（3）850N 【详解】解：（1）由图可知，滑轮组绳子的有效股数n＝2，绳子自由端移动的距离为 s＝nh＝2×1m＝2m 拉力做的功为 W总＝Fs＝250N×2m＝500J （2）有用功为 W有用＝Gh＝400N×1m＝400J 滑轮组的机械效率为 （3）因为不计绳重和摩擦，根据可知，一个滑轮的重力为 G动＝nF﹣G＝2×250N﹣400N＝100N 支架受到滑轮组的拉力为 F′＝3F+G动＝3×250N+100N＝850N 答：（1）拉力做功是500J； （2）滑轮组的机械效率是80%； （3）支架受到滑轮组的拉力是850N。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $